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氢冶金成钢铁业新风口

2021.07.08 254 字号 A- A A+
氢冶金成钢铁业新风口

    

日前,钢铁行业低碳发展及氢冶金应用技术高峰论坛在北京举行。与会的钢铁行业专家学者、企业代表认为,钢铁业低碳发展须过技术关,氢冶金已成为龙头钢企志在必得的制高点。

钢铁行业在引领全球绿色低碳发展、应对气候变化方面肩负着重要使命。过去30年,全球钢铁行业通过提高能源效率和推广应用“循环利用新工艺、新技术”,吨钢综合能耗已经降低了50%。目前,全球钢铁行业的“能源消费量”占全球的8%左右,碳排放量占全球的7%。

“随着‘碳达峰、碳中和’成为全球产业发展的主旋律,钢铁行业传统的发展方式已经不适应低碳发展的需要,必须进行深度变革。”世界钢铁协会主席、河钢集团董事长于勇表示,要通过能源结构、工艺结构和材料技术的创新,从根本上解决钢铁行业绿色低碳发展中的瓶颈问题。

于勇说,氢能是21世纪最具发展潜力的清洁能源。面向未来,钢铁行业无论是能源结构创新还是工艺结构创新,氢能应用都是实现低碳甚至“零碳”排放的最佳途径。特别是氢冶金技术的创新与应用,将带来传统钢铁冶金技术的革命性变革,使钢铁生产摆脱对化石能源的绝对依赖,从源头上解决碳排放问题。

“尽最大努力研究和开发低碳冶金技术已经成为世界钢铁工业公认的重要发展方向。”中国钢铁工业协会党委书记、执行会长何文波表示,近些年来,世界各主要钢铁生产国都在为此进行不懈的努力和持续的投入。韩国的COOLSTAR项目、日本铁钢联盟的COURSE50低碳炼钢项目、欧盟钢铁技术委员会的ULCOS计划都剑指碳减排,各显其能。

我国是全球最大钢铁生产国,低碳发展任务急迫而艰巨。2020年,我国粗钢产量10.53亿吨,占全球产量的50%以上。钢铁业也是制造业中的碳排放大户,其二氧化碳排放量占全国总排放量15%左右。

在我国承诺“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的背景下,基于碳冶金的传统冶炼工艺已无法适应未来发展趋势,钢铁行业发展面临着巨大的挑战。北京科技大学校长杨仁树呼吁中国钢铁业“在危机中育新机,于变局中开新局”。

今年以来,行业龙头企业中国宝武、河钢集团、鞍钢集团先后发布碳减排目标和时间表。

作为全球最大的钢铁材料制造和综合服务商之一,河钢集团于2021年3月发布“低碳绿色发展行动规划”:2021年发布低碳冶金路线图;2022年实现碳达峰;2025年碳排放量较峰值下降10%以上;2030年碳排放量较峰值下降30%以上;2050年实现碳中和。以此为指引,河钢正通过推进全流程工艺碳减排、构建多元能源结构体系、提供绿色低碳钢铁材料等六大路径,加快实现低碳转型。

2021年5月,河钢集团在河北张家口启动建设“全球首例富氢气体直接还原示范工程”,从改变能源结构入手,推动钢铁冶金工艺变革。“目前,河钢60万吨富氢还原项目已投入建设。同时,河钢规划在宣化、唐山、邯郸等地建设总计年产300万吨的氢冶金项目。”河钢集团低碳绿色发展研究中心首席研究员田京雷表示,河钢要全力打造全球氢能还原与利用技术研发中心,引领世界低碳冶金革命。

根据中国宝武的有关规划,2021年发布低碳冶金路线图,2025年具备减碳30%工艺技术能力。“研发和应用氢基竖炉直接还原工艺,生产海绵铁供电炉炼钢。扩大短流程低碳中国大陆一级毛片在线播放能力,大幅度减少吨钢二氧化碳排放量。这是氢冶金的发展重点。”中国宝武中央研究院教授级高工徐万仁在介绍宝武氢冶金技术路线时表示。

据悉,今年三季度,中国宝武将在湛江钢铁开工建设(一期)1座百万吨级、具备全氢工艺试验条件的氢基竖炉直接还原示范工程及配套设施,可按不同比例灵活使用焦炉煤气、天然气和氢气。湛江二期计划再建设1套百万吨级氢基竖炉工程,未来逐步采用可再生能源发电—高效水电解生产的绿色氢气,目标是氢气比例达到80%至90%。

当前,中国钢铁业寻求低碳转型,加快研发和储备重大技术的态势明显。不仅龙头企业积极发挥带头作用,首钢、建龙、酒钢、日照钢铁等一批钢铁企业也建立了低碳冶金示范项目;北京科技大学组建了二氧化碳科学研究中心,东北大学组建了低碳钢铁前沿技术研究院,河钢集团还与北京科技大学共同发起世界钢铁发展研究院,产学研的力量正在聚集。

“中国钢铁要强大、要引领世界,能否站上世界低碳冶金技术前沿至关重要。”何文波强调,创新不易,但别无选择。

毋庸讳言,钢铁业低碳技术研发之路充满艰辛。本次会议聚焦的低碳氢冶金等零碳技术,包括储能技术、CCUS技术等,具有研发投入大、周期长、风险高等特点。从国外有关项目的做法看,采用行业合作的方式,可以共担风险、共享成果。

与会专家认为,瞄准低碳零碳目标,多家有能力有实力的企业共同采取行动是明智选择。同时,在钢铁低碳领域寻求颠覆性、革命性的技术突破,全球钢铁合作必不可少。(经济日报)